CN204497985U - Led驱动电路及其开关电源控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种LED驱动电路及其开关电源控制器，该控制器具有电源端口、地端口和高压输入端口，包括：开关器件，串联在高压输入端口和地端口之间的连接通路上；峰值关断比较电路，经由电源端口接收电源电压，峰值关断比较电路比较电源电压和预设的基准电压以得到关断信号；驱动电路，根据过零检测信号和关断信号产生用于控制述开关器件的驱动信号，响应于过零检测信号，驱动信号控制开关器件导通，响应于关断信号，驱动信号控制开关器件关断；其中，地端口用于连接采样电阻的第一端，采样电阻的第二端直接或间接接地。本实用新型能够省去开关电源控制器的电流采样端口，简化了开关电源控制器，降低了芯片成本，简化了开关电源的设计。

Description

LED驱动电路及其开关电源控制器

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术，尤其涉及一种LED驱动电路及其开关电源控制器。

背景技术

在开关电源***中，用于关断开关管的驱动信号通常是由峰值限流比较器控制，通过比较电流采样端口上的电压和内部基准电压来实现。

参考图1，图1示出了现有技术中一种降压结构的LED驱动电路，该电路采用源极驱动方式。该LED驱动电路包括电阻R1、电容C2、续流二极管D1、输出电容C1、电感L1、采样电阻Rcs以及开关电源控制器100。开关电源控制器100包括第一功率开关M1、第二功率开关M2、过零检测电路101、逻辑和驱动电路102、比较器103以及RS触发器104。

图2是图1所示电路的工作时序图，下面结合图1和图2对图1所示电路的工作过程进行说明。第一功率开关M1导通，第二功率开关M2也导通，输入电流流经输出电容C1和输出端、电感L1、第二功率开关M2、第一功率开关M1、采样电阻Rcs，使得流经电感L1上的电流增加，电感L1存储能量，此时，流经输出电容C1和输出端的电流与流过采样电阻Rcs的电流相同。第一功率开关M1、第二功率开关M2的导通时间由用于峰值限流的比较器103控制，当流经采样电阻Rcs的电流达到设定值Vr1/Rcs时，比较器103的输出信号翻转，经RS触发器104、逻辑和驱动电路102后产生关断第一功率开关M1和第二功率开关M2的驱动信号GT。

第一功率开关M1和第二功率开关M2关断后，流经电感L1的电流经续流二极管D1续流，流经电感L1的电流减小，电感L1释放能量到输出电容C1和输出端。当流经电感L1的电流降为零时，过零检测电路101检测出电感L1的电流过零，产生过零检测信号ZCD并传输至RS触发器电路104，经逻辑和驱动电流102，产生用于开通第一功率开关M1和第二功率开关M2的驱动信号GT。

第一功率开关M1、第二功率开关M2重复上面的开关动作，电路持续工作，始终处于电感电流临界导通状态，维持输出电流恒定。此时的输出电流即为Vr1/2Rcs。

上述图1所示的LED驱动电路中，用于关断第一、第二功率开关M1、M2的驱动信号由用于峰值限流的比较器103控制，通过比较电流采样端口CS上的电压和内部基准电压Vr1实现，这样的方案必须要使电流通过电流采样端口CS流出并获取采样电阻Rcs上的电压才能进行。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种LED驱动电路及其开关电源控制器，能够省去开关电源控制器的电流采样端口，简化了开关电源控制器，降低了芯片成本，也有利于简化开关电源的设计。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种LED驱动电路的开关电源控制器，具有电源端口、地端口和高压输入端口，包括：

开关器件，串联在所述高压输入端口和地端口之间的连接通路上；

峰值关断比较电路，经由所述开关电源控制器的电源端口接收电源电压，所述峰值关断比较电路比较所述电源电压和预设的基准电压以得到关断信号；

驱动电路，根据过零检测信号和所述关断信号产生用于控制所述开关器件的驱动信号，响应于所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述开关器件导通，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述开关器件关断；

其中，所述地端口用于连接采样电阻的第一端，所述采样电阻的第二端直接或间接接地。

根据本实用新型的一个实施例，所述峰值关断比较电路包括：

分压网络，对所述电源电压进行分压以产生第一比较电压；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端接收所述基准电压，其输出端输出所述关断信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述分压网络包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端，其第二端接地；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压。

根据本实用新型的一个实施例，所述峰值关断比较电路包括：

低压差线性稳压器，其输入端接收所述电源电压，其输出端输出第一比较电压和第二比较电压，所述第一比较电压和第二比较电压具有预设的电压差；

采样保持电路，其输入端接收所述第二比较电压，响应于所述开关器件关断，对所述第二比较电压进行采样，响应于所述开关器件导通，对所述第二比较电压进行保持；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端连接所述采样保持电路的输出端，其输出端输出所述关断信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述低压差线性稳压器包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端；

MOS管，其漏极连接所述第二电阻的第二端，其源极经由第三电阻接地；

放大器，其第一输入端接收所述基准电压，其第二输入端连接所述MOS管的源极，其输出端连接所述MOS管的栅极；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压，所述第二电阻的第二端和所述MOS管的漏极输出所述第二比较电压。

根据本实用新型的一个实施例，所述采样保持电路包括：

采样开关，其第一端接收所述第二比较电压，其控制端接收所述驱动信号；

保持电容，其第一端连接所述采样开关的第二端，其第二端接地；

其中，所述采样开关的第一端作为所述采样保持电路的输入端，所述保持电容的第一端作为所述采样保持电路的输出端。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关器件包括：

第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端连接所述电源端口；

第二功率开关，其输入端连接所述第一功率开关的输出端，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连接所述第二功率开关的输入端。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关器件包括：第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连接所述第一功率开关的控制端。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：高压启动供电电路，其一端连接所述高压输入端口，其另一端连接所述电源端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述驱动电路包括：

RS触发器，其置位输入端接收所述过零检测信号，其复位输入端接收所述关断信号；

逻辑和驱动电路，其输入端连接所述RS触发器的输出端，其输出端输出所述驱动信号。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种LED驱动电路，包括：

续流二极管，其阴极连接输入电压接入端以接收输入电压；

输出电容，其第一端连接所述续流二极管的阴极，所述输出电容用于与负载并联；

电感，其第一端连接所述续流二极管的阳极，其第二端连接所述输出电容的第二端；

开关电源控制器，所述开关电源控制器具有电源端口、地端口和高压输入端口，所述开关电源控制器包括：

开关器件，串联在所述高压输入端口和地端口之间的连接通路上；

峰值关断比较电路，经由所述开关电源控制器的电源端口接收电源电压，所述峰值关断比较电路比较所述电源电压和预设的基准电压以得到关断信号；

驱动电路，根据过零检测信号和所述关断信号产生用于控制所述开关器件的驱动信号，响应于所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述开关器件导通，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述开关器件关断；

其中，所述电源端口经由供电电容接地，所述地端口经由采样电阻接地，所述高压输入端口连接所述续流二极管的阳极。

根据本实用新型的一个实施例，所述峰值关断比较电路包括：

分压网络，对所述电源电压进行分压以产生第一比较电压；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端接收所述基准电压，其输出端输出所述关断信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述分压网络包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端，其第二端接地；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压。

根据本实用新型的一个实施例，所述峰值关断比较电路包括：

低压差线性稳压器，其输入端接收所述电源电压，其输出端输出第一比较电压和第二比较电压，所述第一比较电压和第二比较电压具有预设的电压差；

采样保持电路，其输入端接收所述第二比较电压，响应于所述开关器件关断，对所述第二比较电压进行采样，响应于所述开关器件导通，对所述第二比较电压进行保持；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端连接所述采样保持电路的输出端，其输出端输出所述关断信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述低压差线性稳压器包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端；

MOS管，其漏极连接所述第二电阻的第二端，其源极经由第三电阻接地；

放大器，其第一输入端接收所述基准电压，其第二输入端连接所述MOS管的源极，其输出端连接所述MOS管的栅极；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压，所述第二电阻的第二端和所述MOS管的漏极输出所述第二比较电压。

根据本实用新型的一个实施例，所述采样保持电路包括：

采样开关，其第一端接收所述第二比较电压，其控制端接收所述驱动信号；

保持电容，其第一端连接所述采样开关的第二端，其第二端接地；

其中，所述采样开关的第一端作为所述采样保持电路的输入端，所述保持电容的第一端作为所述采样保持电路的输出端。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关器件包括：

第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端连接所述电源端口；

第二功率开关，其输入端连接所述第一功率开关的输出端，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连接所述第二功率开关的输入端。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关器件包括：第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连接所述第一功率开关的控制端。

根据本实用新型的一个实施例，所述LED驱动电阻还包括：启动电阻，其第一端连接所述输入电压接入端，其第二端连接所述电源端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：高压启动供电电路，其一端连接所述高压输入端口，其另一端连接所述电源端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述驱动电路包括：

RS触发器，其置位输入端接收所述过零检测信号，其复位输入端接收所述关断信号；

逻辑和驱动电路，其输入端连接所述RS触发器的输出端，其输出端输出所述驱动信号。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了另一种LED驱动电路，包括：

续流二极管，其阳极接地；

电感，其第一端连接所述续流二极管的阴极；

输出电容，其第一端连接所述电感的第二端，其第二端连接所述续流二极管的阳极并接地，所述输出电容用于与负载并联；

开关电源控制器，所述开关电源控制器具有电源端口、地端口和高压输入端口，所述开关电源控制器包括：

开关器件，串联在所述高压输入端口和地端口之间的连接通路上；

峰值关断比较电路，经由所述开关电源控制器的电源端口接收电源电压，所述峰值关断比较电路比较所述电源电压和预设的基准电压以得到关断信号；

驱动电路，根据过零检测信号和所述关断信号产生用于控制所述开关器件的驱动信号，响应于所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述开关器件导通，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述开关器件关断；

其中，所述电源端口经由供电电容连接所述续流二极管的阴极，所述地端口经由采样电阻连接所述续流二极管的阴极，所述高压输入端口连接输入电压接入端以接收输入电压。

根据本实用新型的一个实施例，所述峰值关断比较电路包括：

分压网络，对所述电源电压进行分压以产生第一比较电压；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端接收所述基准电压，其输出端输出所述关断信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述分压网络包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端，其第二端接地；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压。

根据本实用新型的一个实施例，所述峰值关断比较电路包括：

低压差线性稳压器，其输入端接收所述电源电压，其输出端输出第一比较电压和第二比较电压，所述第一比较电压和第二比较电压具有预设的电压差；

采样保持电路，其输入端接收所述第二比较电压，响应于所述开关器件关断，对所述第二比较电压进行采样，响应于所述开关器件导通，对所述第二比较电压进行保持；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端连接所述采样保持电路的输出端，其输出端输出所述关断信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述低压差线性稳压器包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端；

MOS管，其漏极连接所述第二电阻的第二端，其源极经由第三电阻接地；

放大器，其第一输入端接收所述基准电压，其第二输入端连接所述MOS管的源极，其输出端连接所述MOS管的栅极；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压，所述第二电阻的第二端和所述MOS管的漏极输出所述第二比较电压。

根据本实用新型的一个实施例，所述采样保持电路包括：

采样开关，其第一端接收所述第二比较电压，其控制端接收所述驱动信号；

保持电容，其第一端连接所述采样开关的第二端，其第二端接地；

其中，所述采样开关的第一端作为所述采样保持电路的输入端，所述保持电容的第一端作为所述采样保持电路的输出端。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关器件包括：

第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端连接所述电源端口；

第二功率开关，其输入端连接所述第一功率开关的输出端，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连接所述第二功率开关的输入端。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关器件包括：第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连接所述第一功率开关的控制端。

根据本实用新型的一个实施例，所述LED驱动电路还包括：启动电阻，其第一端连接所述输入电压接入端，其第二端连接所述电源端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电源控制器还包括：高压启动供电电路，其一端连接所述高压输入端口，其另一端连接所述电源端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述驱动电路包括：

RS触发器，其置位输入端接收所述过零检测信号，其复位输入端接收所述关断信号；

逻辑和驱动电路，其输入端连接所述RS触发器的输出端，其输出端输出所述驱动信号。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型实施例的开关电源控制器中，利用峰值关断比较电路对电源端口的电源电压进行检测和比较，从而得到用于关断开关器件的关断信号，以控制***的峰值电流。根据本实用新型实施例的开关电源控制器，采样电阻连接在开关电源控制器的地端口，即输出电流通过开关电源控制器的地端口流过，从而省去了现有技术中的电流采样端口，简化了开关电源控制器，节省了电路成本(例如芯片成本)，同时也有利于简化开关电源***的设计。

附图说明

图1是现有技术中一种降压型LED驱动电路的电路图；

图2是图1所示LED驱动电路的工作信号波形图；

图3是根据本实用新型第一实施例的LED驱动电路的电路图；

图4是根据本实用新型第一实施例的一种峰值关断比较器的电路图；

图5是根据本实用新型第一实施例的另一种峰值关断比较器的电路图；

图6是图3所示LED驱动电路的工作信号波形图；

图7是根据本实用新型第二实施例的LED驱动电路的电路图；

图8是根据本实用新型第三实施例的LED驱动电路的电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。

第一实施例

参考图3，第一实施例的LED驱动电路包括：续流二极管D1、输出电容C1、电感L1、采样电阻Rcs、启动电阻R1、供电电容C2以及开关电源控制器300。开关电源控制器300包括开关器件、过零检测电路301、峰值关断比较电路303以及驱动电路。其中，开关器件可以包括第一功率开关M1和第二功率开关M2，驱动电路可以包括RS触发器304以及逻辑和驱动电路302。

进一步而言，续流二极管D1的阴极连接输入电压接入端Vin，以接收输入电压；输出电容C1的第一端连接续流二极管D1的阴极，输出电容C1用于与负载并联；电感L1的第一端连接续流二极管D1的阳极，电感L1的第二端连接输出电容C1的第二端。

开关电源控制器300具有电源端口VDD、地端口GND和高压输入端口DRAIN。作为一个优选的实施例，该开关电源300仅具有电源端口VDD、地端口GND和高压输入端口DRAIN，省去了传统的电流采样端口。

电源端口VDD经由启动电阻R1连接输入电压接入端Vin，地端口GND经由采样电阻Rcs接地，高压输入端口DRAIN连接电感L1的第一端。供电电容C2的第一端连接电源端口VDD，第二端连接地端口GND。

需要说明的是，该LED驱动电路具有两个相互独立的“地”：***地和控制器地，***地作为整个LED驱动电路的参考地，而控制器地作为开关电源控制器300的参考地。在图1所示的实施例中，采样电阻Rcs的第一端连接至控制器地，采样电阻Rs的第二端连接至***地。在本文中，“接地”默认指的是连接至***地。

第一功率开关M1的输入端连接高压输入端口DRAIN，控制端连接电源端口VDD；第二功率开关M2的输入端连接第一功率开关M1的输出端，控制端接收驱动信号GT，输出端连接地端口GND。

过零检测电路301的输入端连接第一功率开关M1的输出端和第二功率开关M2的输入端。过零检测电路301对流经电感L1的电感电流进行过零检测，响应于电感电流过零，过零检测电路301的输出端输出过零检测信号ZCD，该过零检测信号ZCD用于导通开关器件。

峰值关断比较电路303经由电源端口VDD接收电源电压，将电源电压与预设的基准电压进行比较，从而得到关断信号OCP，该关断信号OCP用于关断开关器件。

RS触发器304的置位输入端S接收过零检测信号ZCD，复位输入端R接收关断信号OCP；逻辑和驱动电路302的输入端连接RS触发器304的输出端，逻辑和驱动电路302的输出端输出驱动信号GT。响应于过零检测信号ZCD，驱动信号GT控制第二功率开关M2导通，从而控制整个开关器件导通；响应于关断信号OCP，驱动信号GT控制第二功率开关M2关断，从而控制整个开关器件关断。

图4示出了峰值关断比较电路的一种实现方式。该峰值关断比较电路包括：分压网络400，对电源电压VDD进行分压以产生第一比较电压VA；比较器401，其第一输入端(例如正端)接收第一比较电压VA，其第二输入端(例如负端)接收基准电压Vref，其输出端输出关断信号。

作为一个非限制性的例子，分压网络400包括：电阻R2，其第一端接收电源电压VDD；电阻R3，其第一端连接电阻R2的第二端，其第二端接地。其中，电阻R2的第二端和电阻R3的第一端输出第一比较电压VA。

进一步而言，电阻R2和电阻R3对电源电压VDD进行分压，产生第一比较电压VA，VA＝VDD*R3/(R2+R3)。当电感电流增大，电源电压VDD下降时，第一比较电压VA也随着下降，达到基准电压Vref后，比较器401的输出信号翻转，输出关断信号至RS触发器，产生关断开关器件的驱动信号GT。

图5示出了峰值关断比较电路的另一种实现方式。该峰值关断比较电路包括：低压差线性稳压器(LDO)500，其输入端接收电源电压VDD，其输出端输出第一比较电压VA和第二比较电压VB，第一比较电压VA和第二比较电压VB具有预设的电压差；采样保持电路503，其输入端接收第二比较电压VB，响应于所述开关器件关断，对第二比较电压VB进行采样，响应于开关器件导通，对第二比较电压VB进行保持；比较器501，其第一输入端(例如正端)接收第一比较电压VA，其第二输入端连接采样保持电路503的输出端，其输出端输出关断信号。

作为一个非限制性的例子，该低压差线性稳压器500包括：电阻R2，其第一端接收电源电压VDD；电阻R3，其第一端连接电阻R2的第二端；MOS管M3，其漏极连接电阻R3的第二端，其源极经由电阻R4接地；放大器502，其第一输入端(例如正端)接收基准电压Vref，其第二输入端(例如负端)连接MOS管M3的源极，其输出端连接MOS管M3的栅极。其中，电阻R2的第二端和电阻R3的第一端输出第一比较电压VA，电阻R3的第二端和MOS管M3的漏极输出第二比较电压VB。

作为一个非限制性的例子，该采样保持电路503包括：采样开关K1，其第一端接收第二比较电压VB，其控制端接收驱动信号GT；保持电容C3，其第一端连接采样开关K1的第二端，其第二端接地。其中，采样开关K1的第一端作为采样保持电路503的输入端，保持电容C3的第一端作为采样保持电路503的输出端。

图5所示的实现方式采用了采样保持技术，可以更好地消除电源电压VDD的波动对输出电流带来的影响。采用图5所示的电路结构，第一比较电压VA和第二比较电压VB之间的电压差V△＝VA-VB＝Vref*R3/R4，如果设置R3＝R4,那么V△＝Vref。驱动信号GT控制采样开关K1，采样开关K1在关闭时对第二比较电压VB进行采样，并将采样得到的第二比较电压VB保持在保持电容C3上。随后开关器件导通后，电源电压VDD随着电感电流增大而下降，第一比较电压VA也随着下降，而比较器501接收到是经过保持的第二比较电压VB，其电压保持不变，当VA<VB时，即电源电压VDD下降超过基准电压Vref时，比较器501的输出信号翻转，输出到RS触发器，产生驱动信号GT以关断开关器件。

参考图6，图6示出了图3所示LED驱动电路的工作波形。下面结合图3和图6进行详细说明。

***通过启动电阻R1上电启动后开始工作。当驱动信号GT控制开关器件导通(也即第一功率开关M1和第二功率开关M2都导通)，电流从输入电压接入端Vin流经负载、电感L1、第一功率开关M1，第二功率开关M2后地端口GND流出，并流过采样电阻Rcs，随着流经电感L1的电感电流的逐渐增大，此时***地，也即供电电容C2的第二端相对于控制器地会变成负压，从而逐渐拉低电源端口VDD的电源电压；当电源电压下降的电压达到基准电压Vref后，峰值关断比较电路303输出关断信号OCP，通过RS触发器304、逻辑和驱动电路302生成控制控制开关器件关断的驱动信号GT。随后***进入电感放电阶段，待电感电流降到零时，过零检测电路301产生过零检测信号ZCD，通过RS触发器304、逻辑和驱动电路302生成控制控制开关器件导通的驱动信号GT，重新使得开关器件导通。由此，流过电感L1的电流峰值Ip＝Vref/Rcs。

而后，重复上面的关断和导通动作，电路就始终工作在临界导通状态，保持***的恒定输出电流。

第二实施例

参考图7，图7示出了第二实施例的LED驱动电路，其结构与第一实施例基本类似，包括：续流二极管D1、输出电容C1、电感L1、采样电阻Rcs、供电电容C2以及开关电源控制器700。开关电源控制器700包括开关器件、过零检测电路701、峰值关断比较电路703以及驱动电路。

第二实施例与第一实施例的区别仅在于供电方式、开关器件以及过零检测方式不同。

其中，第二实施例的供电采用了高压启动供电电路707，从而省去了启动电阻。高压启动供电电路707的一端连接高压输入端口DRAIN，另一端连接电源端口VDD。

开关器件仅包括第一功率开关M1，省去了源极驱动的驱动功率下管。该第一功率开关M1的输入端连接高压输入端口DRAIN，控制端接收驱动信号GT，输出端接地。

过零检测电路701的输入端连接第一功率开关M1的控制端，也就是通过栅极检测来实现过零检测。

第二实施例的工作原理与第一实施例类似，这里不再赘述。

第三实施例

参考图8，图8示出了第三实施例的LED驱动电路，该电路时图7所示电路的等效电路拓扑变化，采用了浮地结构。地端口GND并未连接至控制器地。与图7所示第二实施例相比，第三实施例将电感L1、输出端Vout、输出电容C1、续流二极管D1整体移到采样电阻Rcs的第二端，并且将采样电阻Rcs的第一端连接至地端口GND。换言之，采样电阻Rcs的第一端的电压作为控制器地。

第三实施例的工作原理与第二实施例类似，这里不再赘述

综上，根据本实用新型各个实施例的LED驱动电路以及开关电源控制器，通过对电源端口的电源电压检测来生成用于关断开关器件的驱动信号，进而控制***的峰值电流；采样电阻连接在开关电源控制器的地端口，即输出电流通过开关电源控制器的地端口流过，省去了传统的电流采样端口。在典型应用中，该开关电源控制器只需要高压输入端口DRAIN，电源端口VDD和地端口GND共三个端口，简化了电路，当采用芯片来实现时，可以节省芯片成本，而且也可以简化开关电源***的设计。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，只是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单的修改、等同的变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (41)

1.一种LED驱动电路的开关电源控制器，具有电源端口、地端口和高压输入端口，其特征在于，包括：

开关器件，串联在所述高压输入端口和地端口之间的连接通路上；

峰值关断比较电路，经由所述开关电源控制器的电源端口接收电源电压，所述峰值关断比较电路比较所述电源电压和预设的基准电压以得到关断信号；

驱动电路，根据过零检测信号和所述关断信号产生用于控制所述开关器件的驱动信号，响应于所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述开关器件导通，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述开关器件关断；

其中，所述地端口用于连接采样电阻的第一端，所述采样电阻的第二端直接或间接接地。

2.根据权利要求1所述的开关电源控制器，其特征在于，所述峰值关断比较电路包括：

分压网络，对所述电源电压进行分压以产生第一比较电压；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端接收所述基准电压，其输出端输出所述关断信号。

3.根据权利要求2所述的开关电源控制器，其特征在于，所述分压网络包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端，其第二端接地；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压。

4.根据权利要求1所述的开关电源控制器，其特征在于，所述峰值关断比较电路包括：

低压差线性稳压器，其输入端接收所述电源电压，其输出端输出第一比较电压和第二比较电压，所述第一比较电压和第二比较电压具有预设的电压差；

采样保持电路，其输入端接收所述第二比较电压，响应于所述开关器件关断，对所述第二比较电压进行采样，响应于所述开关器件导通，对所述第二比较电压进行保持；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端连接所述采样保持电路的输出端，其输出端输出所述关断信号。

5.根据权利要求4所述的开关电源控制器，其特征在于，所述低压差线性稳压器包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端；

MOS管，其漏极连接所述第二电阻的第二端，其源极经由第三电阻接地；

放大器，其第一输入端接收所述基准电压，其第二输入端连接所述MOS管的源极，其输出端连接所述MOS管的栅极；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压，所述第二电阻的第二端和所述MOS管的漏极输出所述第二比较电压。

6.根据权利要求4所述的开关电源控制器，其特征在于，所述采样保持电路包括：

采样开关，其第一端接收所述第二比较电压，其控制端接收所述驱动信号；

保持电容，其第一端连接所述采样开关的第二端，其第二端接地；

其中，所述采样开关的第一端作为所述采样保持电路的输入端，所述保持电容的第一端作为所述采样保持电路的输出端。

7.根据权利要求1所述的开关电源控制器，其特征在于，还包括：

过零检测电路，对流经电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号。

8.根据权利要求1所述的开关电源控制器，其特征在于，所述开关器件包括：

第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端连接所述电源端口；

第二功率开关，其输入端连接所述第一功率开关的输出端，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

9.根据权利要求8所述的开关电源控制器，其特征在于，还包括：

过零检测电路，对流经电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连接所述第二功率开关的输入端。

10.根据权利要求1所述的开关电源控制器，其特征在于，所述开关器件包括：

第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

11.根据权利要求10所述的开关电源控制器，其特征在于，还包括：

过零检测电路，对流经电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连接所述第一功率开关的控制端。

12.根据权利要求10所述的开关电源控制器，其特征在于，还包括：高压启动供电电路，其一端连接所述高压输入端口，其另一端连接所述电源端口。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的开关电源控制器，其特征在于，所述驱动电路包括：

RS触发器，其置位输入端接收所述过零检测信号，其复位输入端接收所述关断信号；

逻辑和驱动电路，其输入端连接所述RS触发器的输出端，其输出端输出所述驱动信号。

14.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：

续流二极管，其阴极连接输入电压接入端以接收输入电压；

输出电容，其第一端连接所述续流二极管的阴极，所述输出电容用于与负载并联；

电感，其第一端连接所述续流二极管的阳极，其第二端连接所述输出电容的第二端；

开关电源控制器，所述开关电源控制器具有电源端口、地端口和高压输入端口，所述开关电源控制器包括：

开关器件，串联在所述高压输入端口和地端口之间的连接通路上；

峰值关断比较电路，经由所述开关电源控制器的电源端口接收电源电压，所述峰值关断比较电路比较所述电源电压和预设的基准电压以得到关断信号；

驱动电路，根据过零检测信号和所述关断信号产生用于控制所述开关器件的驱动信号，响应于所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述开关器件导通，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述开关器件关断；

其中，所述电源端口经由供电电容接地，所述地端口经由采样电阻接地，所述高压输入端口连接所述续流二极管的阳极。

15.根据权利要求14所述的LED驱动电路，其特征在于，所述峰值关断比较电路包括：

分压网络，对所述电源电压进行分压以产生第一比较电压；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端接收所述基准电压，其输出端输出所述关断信号。

16.根据权利要求15所述的LED驱动电路，其特征在于，所述分压网络包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端，其第二端接地；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压。

17.根据权利要求14所述的LED驱动电路，其特征在于，所述峰值关断比较电路包括：

低压差线性稳压器，其输入端接收所述电源电压，其输出端输出第一比较电压和第二比较电压，所述第一比较电压和第二比较电压具有预设的电压差；

采样保持电路，其输入端接收所述第二比较电压，响应于所述开关器件关断，对所述第二比较电压进行采样，响应于所述开关器件导通，对所述第二比较电压进行保持；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端连接所述采样保持电路的输出端，其输出端输出所述关断信号。

18.根据权利要求17所述的LED驱动电路，其特征在于，所述低压差线性稳压器包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端；

MOS管，其漏极连接所述第二电阻的第二端，其源极经由第三电阻接地；

放大器，其第一输入端接收所述基准电压，其第二输入端连接所述MOS管的源极，其输出端连接所述MOS管的栅极；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压，所述第二电阻的第二端和所述MOS管的漏极输出所述第二比较电压。

19.根据权利要求17所述的LED驱动电路，其特征在于，所述采样保持电路包括：

采样开关，其第一端接收所述第二比较电压，其控制端接收所述驱动信号；

保持电容，其第一端连接所述采样开关的第二端，其第二端接地；

其中，所述采样开关的第一端作为所述采样保持电路的输入端，所述保持电容的第一端作为所述采样保持电路的输出端。

20.根据权利要求14所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关电源控制器还包括：

过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号。

21.根据权利要求14所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关器件包括：

第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端连接所述电源端口；

第二功率开关，其输入端连接所述第一功率开关的输出端，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

22.根据权利要求21所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关电源控制器还包括：

过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连接所述第二功率开关的输入端。

23.根据权利要求14所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关器件包括：

第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

24.根据权利要求23所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关电源控制器还包括：

过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连接所述第一功率开关的控制端。

25.根据权利要求14所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括：

启动电阻，其第一端连接所述输入电压接入端，其第二端连接所述电源端口。

26.根据权利要求14所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关电源控制器还包括：高压启动供电电路，其一端连接所述高压输入端口，其另一端连接所述电源端口。

27.根据权利要求14至26中任一项所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括：

RS触发器，其置位输入端接收所述过零检测信号，其复位输入端接收所述关断信号；

逻辑和驱动电路，其输入端连接所述RS触发器的输出端，其输出端输出所述驱动信号。

28.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：

续流二极管，其阳极接地；

电感，其第一端连接所述续流二极管的阴极；

输出电容，其第一端连接所述电感的第二端，其第二端连接所述续流二极管的阳极并接地，所述输出电容用于与负载并联；

开关电源控制器，所述开关电源控制器具有电源端口、地端口和高压输入端口，所述开关电源控制器包括：

开关器件，串联在所述高压输入端口和地端口之间的连接通路上；

峰值关断比较电路，经由所述开关电源控制器的电源端口接收电源电压，所述峰值关断比较电路比较所述电源电压和预设的基准电压以得到关断信号；

驱动电路，根据过零检测信号和所述关断信号产生用于控制所述开关器件的驱动信号，响应于所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述开关器件导通，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述开关器件关断；

其中，所述电源端口经由供电电容连接所述续流二极管的阴极，所述地端口经由采样电阻连接所述续流二极管的阴极，所述高压输入端口连接输入电压接入端以接收输入电压。

29.根据权利要求28所述的LED驱动电路，其特征在于，所述峰值关断比较电路包括：

分压网络，对所述电源电压进行分压以产生第一比较电压；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端接收所述基准电压，其输出端输出所述关断信号。

30.根据权利要求29所述的LED驱动电路，其特征在于，所述分压网络包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端，其第二端接地；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压。

31.根据权利要求28所述的LED驱动电路，其特征在于，所述峰值关断比较电路包括：

低压差线性稳压器，其输入端接收所述电源电压，其输出端输出第一比较电压和第二比较电压，所述第一比较电压和第二比较电压具有预设的电压差；

采样保持电路，其输入端接收所述第二比较电压，响应于所述开关器件关断，对所述第二比较电压进行采样，响应于所述开关器件导通，对所述第二比较电压进行保持；

比较器，其第一输入端接收所述第一比较电压，其第二输入端连接所述采样保持电路的输出端，其输出端输出所述关断信号。

32.根据权利要求31所述的LED驱动电路，其特征在于，所述低压差线性稳压器包括：

第一电阻，其第一端接收所述电源电压；

第二电阻，其第一端连接所述第一电阻的第二端；

MOS管，其漏极连接所述第二电阻的第二端，其源极经由第三电阻接地；

放大器，其第一输入端接收所述基准电压，其第二输入端连接所述MOS管的源极，其输出端连接所述MOS管的栅极；

其中，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端输出所述第一比较电压，所述第二电阻的第二端和所述MOS管的漏极输出所述第二比较电压。

33.根据权利要求31所述的LED驱动电路，其特征在于，所述采样保持电路包括：

采样开关，其第一端接收所述第二比较电压，其控制端接收所述驱动信号；

保持电容，其第一端连接所述采样开关的第二端，其第二端接地；

其中，所述采样开关的第一端作为所述采样保持电路的输入端，所述保持电容的第一端作为所述采样保持电路的输出端。

34.根据权利要求28所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关电源控制器还包括：

过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号。

35.根据权利要求28所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关器件包括：

第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端连接所述电源端口；

第二功率开关，其输入端连接所述第一功率开关的输出端，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

36.根据权利要求35所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关电源控制器还包括：

过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连接所述第二功率开关的输入端。

37.根据权利要求28所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关器件包括：

第一功率开关，其输入端连接所述高压输入端口，其控制端接收所述驱动信号，其输出端连接所述地端口。

38.根据权利要求37所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关电源控制器还包括：

过零检测电路，对流经所述电感的电感电流进行过零检测，响应于所述电感电流过零，所述过零检测电路输出所述过零检测信号，所述过零检测电路的输入端连 接所述第一功率开关的控制端。

39.根据权利要求28所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括：

启动电阻，其第一端连接所述输入电压接入端，其第二端连接所述电源端口。

40.根据权利要求28所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关电源控制器还包括：高压启动供电电路，其一端连接所述高压输入端口，其另一端连接所述电源端口。

41.根据权利要求28至40中任一项所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括：

RS触发器，其置位输入端接收所述过零检测信号，其复位输入端接收所述关断信号；

逻辑和驱动电路，其输入端连接所述RS触发器的输出端，其输出端输出所述驱动信号。